连续铸造密封方法技术

一种用于制造金属铸件的铸造炉包括内部腔室和辅助腔室，金属铸件通过该辅助腔室而从内部腔室进入外部大气中。沿辅助腔室的密封件环绕并密封抵靠金属铸件，以便以允许延长的连续铸造时间的方式来使得内部腔室与外部大气分离。力产生机构通常将密封件压靠在金属铸件上。多个密封件可以顺序使用，以便提高密封能力和连续铸造处理的持续时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及金属的连续铸造。更具体地，本专利技术涉及对反应性金属的保护， 以防止反应性金属在熔融时或升高温度下与大气发生反应。具体来说，本专利技术涉及增压密封件，该增压密封件在金属铸件离开熔融腔室时防止大气与该金属铸件接触。
技术介绍
炉床熔融处理、电子束冷炉床精炼法(EBCHR)和等离子体弧冷炉床精炼法 (PACHR)最先开发为提高用于喷气发动机旋转部件的钛合金的质量。在该领域中，质量的提高主要涉及清除掉有害的颗粒例如高密度夹杂物(HDI)和硬质的α粒子。近来，对EBCHR 和PACHR的应用更多地集中在降低成本的考虑。能影响到成本降低的一些途径是增强对各种形态输入材料的灵活使用、创造出单步骤的熔融方法(例如，钛的常规熔融需要两个或三个熔融步骤)、以及促进更高的产量。钛和其它金属具高反应性，因而必须在真空或惰性气体环境中进行熔融。在电子束冷炉床精炼法(EBCHR)工艺中，在炉的熔融和铸造室中保持高的真空度，以使得电子束枪可以工作。在等离子体弧冷炉床精炼法(PACHR)工艺中，等离子体弧喷灯使用惰性气体例如氦或氩(通常为氦)来产生出等离子体，因而，炉中的大气主要是由等离子体喷灯所使用气体的部分压力或正压力构成的。在各种情况下，与熔融钛发生反应的氧气或氮气对炉腔的污染可能在铸造钛中造成硬α粒子缺陷。因此，应当在这个铸造处理中完全或基本避免氧气和氮气进入炉腔中。为了能在最小程度中断铸造处理并且不会对炉腔造成氧气和氮气或其它气体污染的情况下将铸件从炉中移除，目前的炉采用了拉出式腔室。在铸造处理的过程中，伸长的铸件通过隔绝闸阀从铸模的底部移出，并进入到拉出式腔室中。当达到预期或最大铸件长度时，它通过闸阀从铸模中完全撤出，并进入到拉出式腔室中。然后，闸阀关闭，以将拉出式腔室与炉的熔融腔室隔绝开，拉出式腔室从炉的下面移出，并将铸件移除。这样的炉尽管可以工作，但存在一些局限性。首先，铸件最大长度被限制为拉出式腔室的长度。此外，在将铸件从炉中移除的过程中，必须要停下铸造工作。因而，这样的炉能进行连续熔融工作，但却不能实现连续铸造。另外，铸件的顶部通常包含在其冷却时形成的缩孔(缩孔管)。铸件顶部(称为“热顶”)的控制冷却能减少这些缩孔，但热顶是消耗工时的工艺，这降低了生产率。铸件的、包含缩孔或缩孔管的顶部部分是无用的材料，因而， 这会导致产量损失。此外，由于在铸件底部的、附接在退出柱塞(ram)上的燕尾榫，所以有附加产量损失。本专利技术利用一种密封装置而消除或明显减少了这些问题，该密封装置允许对钛、 超级合金、难熔金属、以及其它反应性金属执行连续铸造，由此使得铸锭、杆棒、板坯或类似形式的铸件可从连续铸造炉的内部移动到外部，且不允许空气或其它外部大气引入到炉腔中。
技术实现思路
本专利技术提供了一种炉，该炉包括内部腔室；在该内部腔室中的连续铸模；腔室壁，该腔室壁限定了与内部腔室和该内部腔室外部的大气连通的辅助腔室；金属铸件通路， 该金属铸件通路从内部腔室穿过辅助腔室延伸，并用于允许金属铸件通过该通路通向外部大气；第一密封件，该第一密封件沿辅助腔室环绕金属铸件通路；第一可运动支承部件；以及第一力产生机构，该第一力产生机构与支承部件可操作地连接，用于将支承部件压靠在密封件上，并将密封件推压向该通路，因此，当金属铸件经由通路而经过辅助腔室时，第一力产生机构和支承部件用于将密封件压靠在金属铸件的外周上。本专利技术还提供了一种铸造炉，该铸造炉包括内部腔室；腔室壳体，该腔室壳体在内部腔室的下方，并限定了辅助腔室，该辅助腔室与内部腔室以及该内部腔室外部的大气连通；金属铸件通路，该金属铸件通路从内部腔室通过辅助腔室延伸，并用于允许金属铸件通过该通路通向外部大气；密封件，该密封件在辅助腔室内，并环绕该通路，因此，密封件用于环绕金属铸件；以及密封件的内周，该密封件的内周响应于辅助腔室的竖直压缩而减小。本专利技术还提供了一种方法，该方法包括以下步骤在由侧壁限定的内部腔室中形成铸锭；将铸锭从内部腔室引入辅助腔室；以及使得支承部件相对于侧壁运动以抵靠第一密封件，从而使得第一密封件沿辅助腔室压靠铸锭。附图说明表示了申请人认为是实施本专利技术原理的最佳方式的本专利技术优选实施例将在下面的说明书中阐述并在附图中示出，且在附加权利要求中特别明确地指出并阐述。图1是本专利技术的密封件与连续铸造炉一起使用时的剖视图。图2是与图1类似的视图，示出了形成铸锭的起始阶段，其中，熔融材料从熔融/ 精炼炉床流入铸模中，且被位于各炉床和铸模上面的热源进行加热。图3是与图2类似的视图，示出了形成铸锭的另一个阶段，这时铸锭降低至提升器上并进入密封区域中。图4是与图3类似的视图，示出了形成铸锭和在铸锭上形成玻璃包覆层的又一阶段。图5是图4中的以圆形圈出的部分的放大图，示出了颗粒玻璃进入液态玻璃储存器并形成玻璃包覆层。图6是铸锭在从炉的熔融腔室中移除之后的剖视图，示出了在铸锭外表面上的玻璃包覆层。图7是沿图6中的线7-7截取的剖视图。图8是本专利技术的连续铸造炉的示意正视图，示出了铸锭驱动机构、铸锭切割机构、 以及铸锭搬运机构，其中，新生产出的包覆金属铸件向下延伸到熔融腔室的外部，并由铸锭驱动机构和铸锭搬运机构支撑。图9与图8类似，示出了包覆金属铸件被切割机构切割所形成的段。图10与图9类似，示出了已经降低以方便其搬运的切割段。图11是与图8-10类似的放大示意正视图，更详细地示出了本专利技术的供给系统。图12是料斗、供给腔室、供给管和振动器的放大局部侧视图，其中各部分以剖面示出。图13是沿图12的线13-13截取的剖视图。图14是沿图11的线14-14截取的剖视图。图15是类似于图11的视图，示出了在使用本专利技术的熔融密封件来初始形成铸锭时使用的起动组件。图16是从起动组件的真空密封凸缘侧看的放大剖视图。图17是沿图16的线17-17截取的剖视图。图18与图15类似，示出了起动器锭头已经穿过真空密封凸缘插入熔融腔室内的连续铸模中。图19与图18类似，示出了在起动器锭头顶上形成锭的早期阶段。图20与图19类似，示出了形成铸锭和初始形成熔融密封件的又一阶段。图21与图15类似，示出了具有密封系统的第一实施例和从熔融腔室向下伸入辅助腔室内的起动器锭头的炉。图22是沿辅助腔室从侧部看的放大剖视图，示出了在退出柱塞上的密封组件、惰性气体传感器和起动器锭头，其中，全部压力缸都处于停用状态或位置，使得衬垫部件并不将密封件压向铸锭，且密封件处于减压状态或脱离接合位置。图23是沿图22的线23_23截取的剖视图。图M与图22类似，示出了最上侧压力缸处于启动位置，从而将最上侧的密封件压成抵靠铸锭的起动器锭头的压缩状态和接合位置，同时其余的缸和密封件分别保持为被停用和减压。图25是沿图M的线25-25的剖视图。图沈与图21类似，示出了在起动器锭头的顶部形成金属铸件的初始阶段。图27示出了金属铸件行进通过辅助腔室，其中，只有第一密封件压靠金属铸件。图观示出了第一和第二密封件磨损并与铸锭脱离接合，同时第三密封件在金属铸件向下行进的过程中压向金属铸件并与该金属铸件接合。图四与图观类似，示出了密封系统的第二实施例和从熔融腔室向下行进至辅助腔室中的铸锭，其中腔室壳体和密封件被竖直压缩，以便减小密封件的内径。图30是沿图四的线30-30截本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种炉，该炉包括：内部腔室；在该内部腔室中的连续铸模；腔室壁，该腔室壁限定了与所述内部腔室和所述内部腔室外部的大气连通的辅助腔室；金属铸件通路，该金属铸件通路从所述内部腔室穿过辅助腔室延伸，并用于允许金属铸件通过所述金属铸件通路通向外部大气；第一密封件，该第一密封件沿所述辅助腔室环绕所述金属铸件通路；可运动的第一支承部件；以及第一力产生机构，该第一力产生机构与所述支承部件可操作地连接，用于将所述支承部件压靠在所述密封件上，并将所述密封件压向所述金属铸件通路，使得当金属铸件经由所述金属铸件通路而经过所述辅助腔室时，所述第一力产生机构和所述支承部件用于将所述密封件压靠在所述金属铸件的外周上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·P·雅克，KO·余，
申请(专利权)人：RTI国际金属公司，
类型：发明
国别省市：US